《礦山測量》 課件 單元三　經(jīng)緯儀及角度測量

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知識目標(biāo)：

1、掌握水平角度和垂直角測量方法；

2、了解光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置。

技能目標(biāo)：

1、能正確安置經(jīng)緯儀；

2、掌握光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法；

3、掌握水平角度和垂直角記錄計算方法。

2一、水平角測量原理

水平角：從一點出發(fā)的兩條方向線

所構(gòu)成的空間角水平面上的投影。

=b-a（0。

360。）。也可看成是包含OA、OB視線的兩個鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤

水平面aob

A

OB3二、豎直角測量原理

垂直角——空間方向線與水平面或天頂方向的夾角，簡稱豎角，又稱垂直角。

=0—

90。仰角為正，俯角為負(fù)。空間方向線的豎角和天頂距Z之間的關(guān)系為：天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°4分類按其精度等級劃分:DJ07、DJ1、DJ2（精密光學(xué)經(jīng)緯儀）；DJ6（普通光學(xué)經(jīng)緯儀)下標(biāo)數(shù)字該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。一般工程測量最常用:DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀5DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀6DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀

7DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀一般由基座、水平度盤、照準(zhǔn)部三部分組成。8DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀1．照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部是基座上方能夠轉(zhuǎn)動的部分的總稱。主要由望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器以及讀數(shù)設(shè)備等組成。2.水平度盤水平度盤是由光學(xué)玻璃制成的精密刻度盤，分劃從0°至360°，按順時針注記，每格1°或30′，用以測量水平角。0

90

180

270

0901802709DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀1．照準(zhǔn)部2.水平度盤3．基座基座是支承整個儀器的底座；腳螺旋用于整平儀器?；蕉缺P照準(zhǔn)部10DJ6級經(jīng)緯儀采用的測微裝置1.分微尺測微器及其讀數(shù)方法利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。度盤上1度分劃的間隔經(jīng)放大后，與分微尺全長相等。分微尺全長分60格，因此其最小格值為1

=60秒。讀數(shù)估讀至0.1格，因此，估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6秒的倍數(shù)。例：水平度盤整個讀數(shù)為：

261°05′24″豎直度盤讀數(shù)為：90°54′36″。圖3-3分微盡測微器讀數(shù)裝置112.單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法主要包括平板玻璃、測微尺、連接機(jī)構(gòu)和測微輪。讀數(shù)時，先轉(zhuǎn)動測微輪，使度盤某分劃線精確地移在雙指標(biāo)線的中央，讀出該分劃線的度盤讀數(shù)，再根據(jù)單指標(biāo)線在測微尺上讀取分、秒數(shù)，然后相加，即為全部讀數(shù)。如圖中水平度盤讀數(shù)為39°30′+22′30″=39°52′30″。12一、經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置包括對中和整平兩項工作。1.垂球?qū)χ泻驼剑?）對中:使儀器的中心（豎軸）與測站點位于同一鉛垂線上。粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測站中心1

2cm內(nèi)；精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對中測站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。（2）整平:使儀器的豎軸豎直，水平度盤處于水平位置。

131.垂球?qū)χ泻驼剑?）對中（2）整平氣泡居中，1、2等高

1

23123氣泡居中，3與1、2等高

用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。142.光學(xué)對中器對中和整平（1）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調(diào)至中間位置，架頭大致水平，光學(xué)對中器大致位于測站點的鉛垂線上，將三腳架踩實。（2）旋轉(zhuǎn)光學(xué)對中器的目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或推動目鏡使測站點影像清晰。（3）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學(xué)對中器對準(zhǔn)測站點。（4）利用三腳架的伸縮螺旋調(diào)整架腿的長度，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。（5）用腳螺旋整平照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管。15（6）用光學(xué)對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈中心。如果偏離中心，稍微松開三腳架連接螺旋，在架頭上移動儀器，圓圈中心對準(zhǔn)測站點后旋緊連接螺旋。（7）重新整平儀器，直至在整平儀器后，光學(xué)對中器對準(zhǔn)測站點為止。16常用方法有測回法和方向觀測法。1．測回法步驟：(1)安置儀器于測站O點，對中、整平(2)上半測回：盤左，LA,LB

(3)下半測回：盤右，RB,RA

上半測回和下半測回構(gòu)成一測回。(4)若β左-β右≤40″，認(rèn)為觀測合格。此時可取二、水平角觀測方法171．測回法測回法觀測記錄手薄測站盤位目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值備注O左A00112571736571742B571848右A1800106571748B2371854182.方向觀測法(1)操作步驟：盤左位置：瞄準(zhǔn)零方向A，按順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次照準(zhǔn)B、C、D各目標(biāo)方向，分別讀取水平度盤讀數(shù)，最后再觀測零方向A，稱為上半測回歸零,以上稱為上半測回。零方向

盤左

盤右

ABOCD19豎直度盤的構(gòu)造豎直度盤部分包括豎盤、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管和豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋.豎盤的注記形式有順時針與逆時針兩種。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，盤左豎盤讀數(shù)應(yīng)為90°，盤右豎盤讀數(shù)則為270°。20豎直角計算公式1.順時針注記形式盤左盤右21豎直角計算公式2.逆時針注記形式22豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差x——豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角。豎盤指標(biāo)的便移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正值，反之為負(fù)。0

270

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23豎盤指標(biāo)差24豎直角觀測與計算觀測步驟：（1）在盤左位置用水平中絲照準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)整豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)，記入記錄手薄。（2）在盤右位置用水平中絲照準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)整豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)，記入記錄手薄，測回觀測結(jié)束。（3）根據(jù)儀器豎盤注記形式確定豎直角計算公式，計算豎直角和指標(biāo)差。25一、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線豎軸VV橫軸HH望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸LLLLHHCCVVL’

L’

26(l)水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸LL⊥VV(2)十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH(3)視準(zhǔn)軸垂直于橫軸CC⊥HH(4)橫軸垂直于豎軸HH⊥VV(5)豎盤指標(biāo)差應(yīng)為零(6)光學(xué)對點器的視準(zhǔn)軸應(yīng)與豎軸重合。LLHHCCVVL’

L’

27二．照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢驗校正（1）不良影響：VV軸無法鉛垂影響空間角投影為水平角和豎直角橫軸隨方向而變（2）檢驗（發(fā)現(xiàn)誤差）：氣泡居中后旋轉(zhuǎn)180°是否仍居中？（3）校正：用水準(zhǔn)管校正螺旋使氣泡返回一半，用腳螺旋糾正一半。28三．十字絲豎絲的檢驗校正（1）不良影響：不能精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。（2）檢驗（3）校正29四．視準(zhǔn)軸的檢驗校正（1）不良影響：在繞橫軸旋轉(zhuǎn)時視準(zhǔn)軸畫出圓錐面,觀測同一鉛垂面內(nèi)不同高度的目標(biāo)時，將有不同的水平度盤讀數(shù)，從而產(chǎn)生測角誤差。（2）檢驗：（3）校正：B3B2=1/4B1B2平移十字絲使視準(zhǔn)軸照準(zhǔn)B3點30五．橫軸的檢驗校正（1）不良影響：視準(zhǔn)軸畫出傾斜面，觀測同一豎直面內(nèi)不同高度的目標(biāo)時，將有不同的水平度盤讀數(shù)，從而產(chǎn)生測角誤差。（2）檢驗（3）校正：升降橫軸31六.豎盤指標(biāo)差的檢驗與校正（1）檢驗：用盤左、盤右兩個鏡位觀測同一目標(biāo)點，分別使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L和R，計算指標(biāo)差X。如X超出±1’的范圍，則需改正。（2）校正：盤右照準(zhǔn)目標(biāo)點，不含指標(biāo)差的盤右讀數(shù)應(yīng)為R-X。轉(zhuǎn)動豎直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為R-X，這時指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡必然不再居中，可用撥針撥動指標(biāo)水準(zhǔn)管校正螺旋使氣泡居中。32七.光學(xué)對中器的檢驗校正

嚴(yán)格整平儀器，在三角架下方放置一白紙，并固定，旋轉(zhuǎn)和抽動目鏡使分化板圓圈和白紙看清楚，并將圓圈中心在紙上標(biāo)出，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180度，如果標(biāo)出之點仍在圓圈中心，說明視準(zhǔn)軸與豎軸重合，否則，應(yīng)將旋轉(zhuǎn)180度后圓圈中心在紙上標(biāo)出，取兩點的中點，調(diào)整轉(zhuǎn)向棱鏡使圓圈中心對準(zhǔn)中點。33

水平角測量的誤差亦來自儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響三個方面。一、儀器誤差1、視準(zhǔn)軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。342.橫軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。353.豎軸誤差由于用盤左、盤右觀測同一方向，豎軸誤差所引起的水平度盤讀數(shù)誤差大小相等但符號相同，因此不能用盤左和盤右觀測消除其影響。此外這一影響亦與豎直角的大小成正比，所以在山區(qū)或坡度較大的地區(qū)進(jìn)行測量時，應(yīng)對儀器進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗和校正，并在測量中仔細(xì)整平。364.照準(zhǔn)部偏心差對于單指標(biāo)讀數(shù)的J6級光學(xué)經(jīng)緯儀，取同一方向盤左、盤右觀測的平均值，即可消除此項影響。375.豎盤指標(biāo)差采用盤左、盤右觀測一測回，取其平均值作為豎角成果可消除豎盤指標(biāo)差的影響。6.度盤分劃誤差在水平角精密測量時，為提高測角精度，可利用度盤位置變換手輪或復(fù)測板手，在各測回之間變換度盤起始位置的方法減小其影響。38二、觀測誤差1.對中誤差對中誤差對測角的影響與偏心距成正比，與邊長成反比。